大采高小煤柱沿空掘巷切顶卸压围岩控制技术

针对留大煤柱采出率低和留小煤柱护巷矿压显现剧烈存在的矛盾,采用矿压理论分析、FLAC^3D数值模拟和巷道变形现场实测,对潞安集团阜生煤矿6 m大采高留小煤柱切顶卸压沿空掘巷机理与围岩控制进行了研究,得到:(1)切顶卸压可人为控制基本顶的断顶位置,实现压力主动调控,切顶后,改变了基本顶原有应力传递路径,压力有效转移至采空区,减轻了采空区侧向实体围岩应力,沿空掘巷围岩应力更加均匀缓和;(2)切顶后顶板断裂结构发生变化,由初次来压前基本顶四边固支变为三边固支,由初次来压后基本顶三边固支变为两边固支,垮落步距相应降低,顶板更易于垮落,切顶工作面的矿压显现也相应得到缓和;(3)切顶角度、切顶深度、切顶孔间距、切顶孔布置方式是实现精准切顶卸压的关键,16 m切缝深度恰能切断石灰岩基本顶,可有效缩短基本顶侧向悬臂长度,同时充分发挥采空区垮落矸石的碎胀支撑作用;(4) 3种情况下的数值模拟显示,传统留25 m煤柱尺寸过大,造成大量资源浪费,且峰值压力较大,为18.2 MPa;仅留8 m小煤柱但不切顶时小煤柱所承受支承压力最大,峰值可达19.3 MPa,可能导致掘巷失败;切顶8 m小...     

大采高沿空掘巷窄煤柱数值模拟分析

沿空掘巷将巷道布置在应力降低区,有利于巷道维护。应用FLAC模拟掘进后的巷道所处应力状态,并利用充填体置换煤柱,依据模拟结果提出巷道支护设计方案,并通过实践来论证支护设计的实用性。     

大采高综采工作面沿空掘巷变形控制原理与应用研究

通过对刘庄煤矿121102工作面轨道巷沿空掘巷和工作面回采期间巷道变形控制原理的研究与实践,实现了该工作面的安全高效回采,为大采高工作面沿空掘巷变形控制积累了成功经验。     

大采高沿空留巷围岩控制技术研究

以某矿5211工作面为工程背景,建立了大采高条件下沿空留巷顶板运动的力学模型,计算巷旁支护体支撑阻力,分析了大采高沿空留巷围岩稳定性影响因素,提出该条件下沿空留巷工作面顶板运动特点,并针对性地提出巷内基本支护采用锚杆支护体系。     

深井大采高工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究

为解决深井大采高工作面留设大煤柱导致回收率低的难题,运用理论计算、数值分析及现场工程实测的方法,研究了深井大采高工作面开采条件下不同煤柱宽度时煤柱两侧塑性区分布和采掘扰动对巷道变形的影响,得到窄煤柱的合理尺寸。结果表明:确定合理煤柱尺寸时应充分考虑煤柱自身稳定性和采掘影响下巷道围岩变形量;掘进期间沿空掘5~6 m宽煤柱时破碎严重,煤柱宽度至少7 m才能达到自身稳定要求,而回采期间煤柱宽度至少需8 m,此时巷道围岩变形量相对较小,综合确定煤柱宽度8 m为最优方案。现场监测表明:11030工作面进风平巷两帮最大变形量为1 210 mm,顶底板最大变形量为620 mm,能够满足安全生产要求。     

沿空掘巷煤柱留设尺寸参数优化

针对某矿15#煤层地质条件,提出了采用沿空掘巷留小煤柱的技术进行采掘,通过理论分析确定了煤柱的留设宽度,并采用FLAC3D数值模拟研究了沿空掘巷在不同的煤柱宽度条件下巷道围岩的位移场和应力场,通过对煤柱及巷道围岩的应力、应变和位移进行对比分析,再次验证了15#煤层相邻工作面区段沿空掘巷的煤柱宽度为4 m。并将研究结果运用于具体工程实践,取得了较为良好的技术经济效果。     

受复杂采动影响沿空掘巷煤柱变形破坏机理研究

借助大型数值模拟软件,对沿空掘巷煤柱经受邻近工作面回采和自身工作面回采两次采动过程中的受力、变形时空演变规律进行数值仿真研究,着重分析了煤柱应力、位移变化、超前应力影响范围等规律。说明煤柱在采动中是从煤柱边缘向煤柱内部逐步过渡破坏。研究结果为工程应用提供了理论基础和技术指导。     

杨村矿沿空掘巷窄煤柱合理尺寸与围岩稳定关系模拟分析

杨村矿316运输顺槽临近313采空区掘进,运输顺槽处于复杂的应力环境之中,其巷道位置与围岩稳定性有待研究分析。根据理论分析、数值模拟和现场工程实践,分析沿空掘巷区域围岩力学特征,根据313采空区及316运输顺槽空间位置关系,利用FLAC3D数值模拟软件模拟316运输顺槽在不同宽度煤柱情况下的位移及应力变化。     

大采高工作面沿空掘巷合理位置模拟与应用

根据大采高沿空掘巷的力学环境建立了窄煤柱的弹塑性力学模型,运用求解非线性大变形问题有限差分法（FLAC^2D4．0）程序,初步得到了大采高面窄煤柱内的塑性场、位移场和应力场分布规律．研究结果表明,大采高窄煤柱内塑性区呈上大下小的倒斜梯形,范围达4～6m,巷道两帮水平位移呈不均匀不对称的移动规律,距采空区一侧边缘7m为支承应力远边界,是巷道布置的合理位置,实际应用效果比较明显．     

厚煤层工作面沿空巷道顶板控制技术

分析了厚煤层复合顶板小煤柱条件下沿空巷道的维护特征,并针对性地提出强化锚杆控制技术体系,包括承载性能强化、巷道的浅部围岩承载能力强化,以及围岩承载结构强化。并在李家壕矿1263工作面轨道厚煤层复合顶板沿空巷道成功应用,达到了预期的目标,支护效果良好。该锚杆强化控制技术保障了厚煤层复合顶板沿空巷道的安全稳定,对该类煤巷的支护和维护具有一定的参考价值。     

大采高回采巷道围岩力学机制

对我国大采高回采巷道围岩的结构以及矿压显现特征进行了研究,并深入分析了大采高回采巷道特点及结构特征、大采高回采巷道上覆岩层破断规律及力学特征、关键岩块B的稳定性及其对煤柱的影响。     

特厚煤层沿空掘巷煤柱尺寸留设及围岩控制技术研究

为了提高特厚煤层资源回收率并改善临空巷道应力环境,以铁北煤矿主采Ⅱ_2a特厚煤层为工程背景,利用巷道顶板断裂后形成内外应力场理论和煤柱极限平衡区理论,确定了临空巷道窄煤柱留设宽度范围为5.6~10.84 m。二次回采扰动影响下的宽煤柱侧向支承压力分布特征显示,煤柱0~7.5 m内煤体处于塑性状态,最终确定沿空掘巷窄煤柱合理留设尺寸为8.0 m。现场工程实践表明,掘巷后煤柱3.0 m范围以外裂隙基本不发育,煤体完整性较好;锚杆受力变化波动不大;掘巷32 d后巷道变形量逐渐趋于稳定,围岩变形控制效果良好。     

大采高厚顶煤回采巷道围岩破坏分析及支护

为解决大采高厚顶煤综放回采巷道围岩控制难题,以同忻矿2101运输巷为工程背景,通过实验室实验、数值分析及现场应用监测等手段对巷道围岩力学性质和变形破坏机制进行研究并据此确定了巷道支护方案。研究表明:随围压的增加,煤岩样峰值强度及变形显著增加,产生明显的塑性变形并出现塑性强化和扩容现象,使煤岩由延性向脆性转变;巷道顶板、两帮、两肩是变形破坏的主要区域,高剪切应力和水平压应力是巷道围岩破坏的主因,巷道顶板和两帮侧的应力升高区相互贯通,形成围岩深部的承载结构,而其内部破碎煤岩则是巷道围岩控制的主要对象;提出了巷道支护可行方案,并对各方案支护效果进行了模拟分析,确定最优方案并进行现场试验,现场监测巷道变形量较小,围岩完整、稳定,支护效果较好,能满足矿井安全生产要求。     

特厚煤层大采高综放面沿空掘巷支护技术

以塔山矿特厚煤层大采高综放工作面开采技术条件为工程背景,针对采用大煤柱护巷所造成的煤柱损失大、煤柱内应力集中程度大、巷道处于应力增高区支护难度大等问题,提出采用沿空掘巷技术来减小煤柱损失、改善围岩应力环境。对高强度锚杆(索)高预应力支护进行模拟,得出附加预应力场分布规律,通过对比分析确定了沿空掘巷围岩支护形式和参数,试验并分析了巷旁支护对煤柱的加固效果。现场监测结果表明:巷道掘进过程中顶、底板移近量最大57mm,两帮移近量最大64mm;工作面回采过程中顶、底板移近量平均131mm,两帮移近量平均221mm,设计的支护方案较好地控制了围岩移动;巷旁支护可以减小煤柱侧煤壁变形,但造成实体煤侧煤壁变形量增加。     

6~#煤大采高回采巷道顶板支护研究

针对大采高工作面顶板围岩各岩层之间胶结能力弱、巷道围岩大面积垮落的特点,以西山煤电西曲矿6#煤巷道为研究对象,运用数值模拟和工程实践相结合的研究方法,分析研究巷道围岩最佳的支护方案。研究表明,采用锚杆组合梁与锚索组合拱相互耦合的支护方案,能够有效控制大采高巷道围岩变形,巷道围岩稳定性得到保证。     

大采高巷道围岩数值模拟分析与合理支护研究

为使谢桥煤矿1232(3)工作面回风巷道围岩得到合理的支护,利用数值模拟方法研究该巷道在受二次采动影响时围岩的应力分布和移动变形规律。研究结果表明,支护体系应具有一定的可缩性并与围岩形成一个整体以适应巷道围岩的变形。巷道支护采用锚杆+锚索+金属网+钢带+喷射混凝土联合支护方式,监测结果表明,巷道两帮最大移近量350 mm,顶底板最大移近量560 mm,满足工作面的安全回采要求。     

厚煤层大采高工作面巷道支护设计研究

为优化厚煤层大采高工作面巷道支护设计,结合寺河矿6302大采高回采巷道现场实际,采用力学评估、现场抽验、试验分析的方法,对大采高工作面回采巷道地质影响因素进行了研究,得出全新支护方案.通过数值模拟、现场实测对新旧两种支护方案进行分析对比,验证最优支护方案,优化大采高回采巷道支护方案.